河道内原木跌水结构可以形成沿河床的压力梯度,驱动地表水与地下水之间的交换。为探究原木跌水结构在不同季节对河床温度的影响。本文在武汉市黄陂区滠水河支流上设置三级横跨河道的原木跌水结构,利用温度传感器跟踪监测得到原木上下游不同沉积物深度温度随时间的变化,利用COMSOL Multiphysics软件,建立地表水与地下水模型。探究跌水结构参数变化及环境因素影响下河床潜流带温度场的变化。取得的主要结论如下:(1)无论是否设置原木跌水结构,各潜流带监测样点的温度随沉积物深度的增加逐渐升高。在夏、冬两季随着潜流带深度的增加,温度的振幅变小,温度曲线的波峰也随着沉积物深度的增加而减小,波峰的滞后性越明显。河道设置原木跌水结构后,原木上下游一定范围内温度有所的降低,说明在河道内设置原木跌水结构能在一定范围内降低潜流带温度。(2)在夏季1～7样点平均潜流通量为:-86.90 L/(m~2·d)、26.69 L/(m~2·d)、-30.36L/(m~2·d)、40.65L/(m~2·d)、103.34L/(m~2·d)、155.98L/(m~2·d)、-39.30L/(m~2·d)。冬季7个样点的平均通量分别为:-91.75L/(m~2·d)、57.20L/(m~2·d)、-10.77L/(m~2·d)、118.49L/(m~2·d)、178.19L/(m~2·d)、84.07L/(m~2·d)、-369.18L/(m~2·d)。通过比较模拟得到的地下水流线图可知,在河道内设置原木跌水结构,可以在一定范围内改变地下水的流向,在原木上游为地表水补给地下水,下游则是地下水补给地表水,模拟及结果与实测结果基本一致,即表现为在原木的上游为正值,在原木下游为负值。(3)改变原木跌水结构参数,探究其对潜流带温度场的影响,结果表明:随着原木直径D的增大,在模拟完成时刻,潜流带温度在逐渐变小。改变原木间的距离S,随着S的增大,第一阶原木下游的缓冲区明显变大,缓冲区的温度逐渐升高,而第二级原木沉积物温度在逐渐降低。随着河道内原木数量y的增加,多级原木下游沉积物温度最大值从20.58℃升高至21.19℃。这说明随着y的增加原木跌水结构对下游潜流带温度逐渐升高,同时温度缓冲区域范围也在增加。(4)环境因素的改变对潜流带温度场的影响为:水温T和水深H的增加会使温度等值线有向上运动的趋势,说明随着该因素的增加,潜流带温度逐渐升高。流速V和河床底质渗透率K越大,温度等值线有向下运动的趋势,说明潜流带温度逐渐降低。